Z源逆变器非正常工作模态分析与仿真

"非正常工作模态等效电路-structure-from-motion revisited" 本文主要探讨了非正常工作模态下的Z源逆变器等效电路，Z源逆变器是一种新型的电力电子变换器，因其独特的电压提升和降低能力以及允许桥臂直通的特点而在新能源发电领域有广泛应用。Z源逆变器的非正常工作模态主要分为三种情况。 首先，模态1中，桥臂处于有效矢量状态，二极管关闭。在这种状态下，桥臂电压不再是恒定的，它与Z源电感电流的变化率紧密相关。Z源电感电流的变化又取决于负载电流的变化，导致Z源网络与负载侧耦合，桥臂电压成为变量。 其次，模态2为传统零矢量状态，此时输入电流为零。电感电流也为零，桥臂电压保持恒定，负载由上桥臂或下桥臂开关管短路，输入电源、负载和Z源网络相互独立。 模态3涉及桥臂直通现象，当电感电流不足以提供负载电流时，逆变器开关管的体二极管导通。这种直通并非受控状态，而是由负载电流和Z源电感电流大小决定。 仿真分析部分，使用了特定的参数进行研究，如200V的直流电压，Z源网络电感和电容，输出滤波电感及负载电阻等。仿真结果显示，传统结构的单相Z源逆变器在特定直通占空比和调制比下的工作性能，包括Z源电容电压、桥臂电压、电感电流和输出电压的波形。 这篇博士学位论文由南京航空航天大学的汤雨撰写，指导教师为谢少军，研究领域为电力电子与电力传动。论文深入研究了新型Z源变流器的电路结构、拓扑设计、工作原理和控制策略，提出了解决现有Z源逆变器电容电压应力大和启动冲击大的新型拓扑结构。研究内容涵盖了单相、三相逆变器以及AC-AC变换器的应用，提出了一些列优化设计和控制策略，旨在减小变换器的体积、重量和成本，提高效率和稳定性。论文还通过实验验证了理论分析的正确性。